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云南钢筋混凝土排水管不同工艺质量问题及对策
来源：本站 时间：2024/4/8 17:38:12 次数：
芯模振动成型工艺
主要的质量问题及对策
关键词
——裂缝；表面粗糙、气孔、麻面；沉降；空腔；外壁脱落。
——裂缝；表面粗糙、气孔、麻面；沉降；空腔；外壁脱落。
1、裂缝
芯模振动混凝土管在距插口端200～300mm 的范围内，内、外壁都易出现环向裂缝；此外，在管身的平直段有时也会出现环裂或纵裂。管子端口环裂，对于顶管工程，降低管子的允许顶力，容易产生工程事故，是顶管工程的隐患。
静停过程中混凝土下沉会产生沉降环裂，间隔均匀，与钢筋间距相似，严重的会内外裂透。接下来详细描述产生裂缝主要的8点原因。
【1.1】钢筋骨架不符合规定要求：
●钢筋骨架整体刚度差，有漏焊、脱焊现象；双层钢筋之间的连接不牢固，骨架两端没有密缠；在插口成型碾压时，碾压力通过混凝土传力致钢筋骨架，碾压释放后，环向筋局部反弹，插口附近产生环裂。
●纵向钢筋长度不同、骨架插口端不平整，在插口碾压搓口时，纵向钢筋受力不均，脱模后由于钢筋回弹作用，钢筋复位，使插口处混凝土破坏产长短不一的环向裂缝；
●骨架承口端不平整，与骨架的轴线不垂直，造成管体内上下混凝土保护层偏差，易产生管子弯曲，甚至开裂。
●纵向钢筋直径偏细；在设计要求的碾压力下，整个钢筋骨架刚度不足，无法承受碾压力的作用，骨架变形下沉，造成管体破坏、甚至坍塌。
●钢筋骨架尺寸不准，有椭圆度，致使保护层厚度不均，有的部位保护层太小，插口碾压时，碾压力通过混凝土传递到钢筋，碾压释放后环向筋局部反弹，产生插口附近出现环裂或部分环裂。此时应调整钢筋骨架直径至管子混凝土保护层厚度的合理尺寸。
【1.2】脱外模时，提升外模的过程中未做到匀速，中途有停顿现象，再继续提升摩阻力增大，在停顿部位易出现拉裂，尤其是在脱外模终了时，混凝土和钢筋变形很大，尤其要小心。
【1.3】脱内模或外模时，起吊的中心线与内、外模的中心线不重合，出现偏斜，碰撞管子。脱模区地面不平度较大，外模底托不平，脱模时管体周围间隙不匀，使管子局部受到摩擦力和水平力的作用，外模拉坏管体，产生裂缝。
【1.4】采用单电葫芦脱模，随着钢丝绳的排列，脱模起始点与外模脱模至上部插口时，造成中心出现位移外模打口产生裂缝或破坏管口。
【1.5】碾压盘侧面不光滑，内外模锥度未控制在3%以内，提拉碾压盘时受摩阻力较大，易将插口拉毛或拉裂。
【1.6】钢模局部有弯曲会引起该部位经常产生裂缝；
【1.7】成型机的机架水平度偏差及芯模、外模安装垂直度偏差较大，不能保证垂直；
【1.8】蒸汽养护时，静停期短，混凝土的初期结构强度低，升温造成的结构破坏。裂缝的产生是以上所述的一种、多种或其它因素造成的，为消除和减少裂缝，应通过管子整个生产过程的严格控制来实现。
2、表面粗糙、气孔、麻面等
芯模振动工艺成型的混凝土管内、外表面难以避免气孔、麻面，只要麻面、气孔面积小于25mm2，深度小于5mm，数量每100cm2 上平均少于5～8 个小时，不会影响混管结构强度和使用耐久性。可在脱去外模后立即抹面整修。
气孔、空腔多，影响混凝土强度，降低抗渗透性、增大吸水率，在腐蚀介质环境中，降低管道使用寿命。
喂料与振动不协调，喂料速度过快，混凝土拌和合物不能同步受振液化、流动并充满模具，气泡还未排出就又喂入新一轮的混凝土。气泡附着在管模与混凝土的界面上脱模后出现大小不等的凹坑。
应从下而上采取不同的喂料速度，下部稍快，从下向上逐渐减慢，要保证各层料都有足够的振动密实时间，一般来说，振动密实与喂料协调的情况下，管子下部气孔少，上部有少量小气孔。否则，管体将布满大小不等的气孔。
为了提高管子的外观质量，管子脱模后应立即用水泥浆或1：2 水泥砂浆进行修补，将管子表面上的气孔、麻面填塞，抹浆面应均匀平整；日常生产中，应清理模具，要让管模内壁光滑；用优化的混凝土配合比；严格执行合理有效的喂料、成型制度。就能有效改善管子的外观质量。
3、沉降
管子脱外模后会发生沉降，如果混凝土用水量大，混凝土拌合物的稠度小，混凝土的初始结构强度低，导致混凝土下沉大，管子缩得多；吊运、脱模过程中操作不平稳，发生碰撞、冲击；地面不平及管子细长比过大等都可能加大管体沉降。
管子有效长度L会超过负偏差的规定，为了便於用户施工，企业应统计管子的实际长度并在出厂证明书上明示。
4、空腔
混凝土拌合物的均匀性不好、料偏干、下料快、部分粗骨料的骨架空隙中未能填满水泥砂浆而形成的空洞。继续振动也不能调整已经形成的骨架结构。另外配合比不合理，水泥砂浆量偏少，没有足够的浆量填满粗骨料骨架中的空隙。
5、外壁脱落
脱外模后，管子插口段外表面混凝土从管子端部向下延伸，沿钢筋骨架界面大面积脱落，脱落部分外保护层的厚度大于设计值，究其原因有一下4点：
1) 混凝土的水灰比过大，拌合物流动度超出设计要求，导致成型后的初期结构强度偏低；
2) 骨架偏移，尤其是骨架尺寸偏小时，在管体上段外壁混凝土保护层厚度大大超出规定值；受振动密实时间短，其结构强度偏低，混凝土与钢筋的粘结力也低；
3) 在蒸汽养护过程中混凝土的结构破坏，导致或加剧混凝土大面积脱落。
4) 在喂承口料时，将工作区域内散落的混凝土集中投入管模内某个部位，分布不均匀，降低了局部混凝土的强度和密实度。
径向挤压成型工艺
主要的质量问题及对策
关键词
——内壁螺旋纹；插口尺寸偏差大；钢筋骨架扭曲；承口处缺料；承口部位混凝土不密实；不密实，抗渗性差，强度低；钢筋骨架下沉或在插口处出现蹦筋现象；钢筋骨架位移和露筋；管体偏湿，手按偏软，管子变形；承口纵向裂纹；承口出现塌落或料堆积过多；管身混凝土裂纹；承口外斜坡出现纵向裂纹。
1、内壁螺旋纹
挤压成型时，因挤压头成型头上的滚子等局部光滑度不足、甚至有凹凸痕迹，或主轴旋转时摆动较为严重，在主轴在旋转上升时，就会在内壁划出螺旋纹，若抹光环自身也不光滑，或转数不足，无法将内壁摩光，管子内壁就会有明显的螺旋纹。要加强日常保养，打磨动力头表面；适当提高抹光轮的转速。
2、插口尺寸偏差大
脱模时管身扭曲，插口尺寸偏差大。应检查钢筋骨架尺寸和焊接质量，适当减少扭矩，脱模前插口应放置定型环。
3、钢筋骨架扭曲
是因为成型时扭矩过大、骨架焊接不牢固。应适当减小扭矩、检查骨架焊接质量。
4、承口处缺料
承口料干湿不均：应尽量保证料量及控制承口加水量，注意均匀加水，保证料干湿均匀；不与余料混用；
承口成型时供料不足：应调整进口料闸高度、供料频率、承口喂料时间；
动力头提升过快：应调整振动延续时间，或适当延长振动时间。
5、承口部位混凝土不密实
承口部位混凝土是由振动力、辊压力联合作用推进承口，部分混凝土未能直接辊压。同时，由于振动频率不匹配，这个部位的干硬性混凝土难以保证密实，强度和抗渗均有可能低于管身。
为避免承口混凝土密实度不足，承口部位混凝土可稍增加用水量，拌合物的稠度可稍小一点；承口成型装置应加大振动频率和延长振动时间；增大喇叭口的坡度，使径向挤压力的轴向分力加大。
6、混凝土管不密实，管壁疏松，混凝土抗渗性差，混凝土强度低
主要是因为混凝土配合比控制不好造成的，如拌合物稠度偏大水泥浆料少或砂率小。
首先要调整配合比，如增加胶凝材料用量、砂率、减小石子粒径，不能使用过干的混凝土拌合物；
选择适宜的挤压成型头转速和主轴提升速度。保证连续均匀喂料，要做到主轴转速、上升速度与喂量三者要协调。
适量掺入粉煤灰或矿粉能改善管子的外观质量。如某厂将每方混凝土水泥用量330kg，调整为水泥300kg，粉煤灰60kg 后，管子的外观质量明显改进。
挤压机产生的扭矩过小，挤压力不足以压实混凝土，应增加动力头的扭矩。
7、表面蜂窝、麻面、气孔大
主要原因是：混凝土材料选用不当、骨料颗粒过大，级配不好、砂浆量少、石子量多，水灰比过小混凝土物料过干，水灰比小或混凝土拌合物静放时间过长；
主轴转速与混凝土和易性不匹配，过快或过低；主轴提升速度过快，净辊压时间不够；挤压成型头滚轮及抹光环外径偏大，混凝土压缩层厚度不够，成型滚压效果差；
投料速度慢、投料量不足等，使混凝土内部空隙增多，内外表面不能出浆，形成气孔麻面，严重时出现较大蜂窝空洞。
8、挤压头与混凝土摩擦噪音大，甚至出现停机现象
混凝土拌合物太干，挤压头与混凝土中砂石直接摩擦。
应适当调整混凝土拌合物配合比，尤其是用水量，直到找到合适的稠度为止。
9、制管过程中钢筋骨架在管模内转动
钢筋骨架尺寸偏小：应调整骨架尺寸。
管模上装备的气动钢筋定位器未将钢筋骨架压紧固定；应调整定位装置，使定位压力适当提高。
采用多层挤压头，使正反环向扭力得到平衡，减小对钢筋骨架的环向扭曲力，避免钢筋骨架环向扭曲变形；
挤压头上部的拨料叉或拨料板，应保证周向布料均匀，避免局部混凝土物料堆积，产生挤压力，对钢筋骨架作用不平衡；
主轴旋转平稳、不摆动等。
10、钢筋骨架下沉或在插口处出现蹦筋现象
插口处无钢筋，骨架尺寸过小、气缸长度过小，易出现下沉；钢筋骨架焊点脱落，易出现蹦筋。
11、钢筋骨架位移和露筋
提高钢筋骨架质量，焊点脱落、虚焊、漏焊点数应控制在整个焊点数的1%以下，相邻点不能同时漏焊，保证骨架有足够的强度和刚度，焊后钢筋的强度降低值不得大于原始强度的8%(一些企业内控要求)，调整骨架尺寸，检查钢筋的焊接质量，检查骨架与气缸的固定情况，调整挤压头与抹光环的转速，检查钢筋骨架相对于托盘的垂直度。
在满足强度要求条件下，减小石子的较大粒径；控制混凝土物料不要过干。水灰比小，料过干，增大混凝土物料对钢筋骨架的挤压力，易产生钢筋位移和露筋。
12、管体偏湿，手按偏软，管子变形
混凝土拌合物用水量偏大，减少用水量，获得稠度合适的混凝土拌合物。
13、承口纵向裂纹
这是因为骨架的纵向钢筋偏细，而且承口斜坡段的角度偏大造成的，角度大时，斜坡段纵向钢筋的竖向承载力降低，在混凝土的重量作用下向外弯曲发生隆起，变形大时直接造成该处外壁撑裂，表现为纵向裂纹。
14、插口处有裂纹
插口处无钢筋，出现混凝土下沉，用水量大，养护不到位。调整骨架尺寸，控制加水，注意养护，保持管体湿润。
15、承口出现塌落或料堆积过多
起振时间和振动延续时间不合适，注意控制振动制度。
16、管身混凝土裂纹
钢筋在挤压成型过程中扭矩过大，使钢筋产生移动，脱模后钢筋回弹引起混凝土开裂；或钢筋骨架定位卡直径大于管模内径，钢筋骨架入模后受压，脱模后同样钢筋回弹引起混凝土开裂，控制钢筋骨架的尺寸保证焊接质量。控制定位卡的尺寸，还要加强混凝土配合比的控制，合理选择各项工艺参数。
17、承口外斜坡出现纵向裂纹
纵向筋偏细，或承口斜坡角度大造成的，增大纵向筋直径，减小承口斜坡角度。
悬辊制管工艺
主要的质量问题及对策
关键词
——内壁坍落。外壁下沉；内壁鱼鳞状裂纹；混凝土粘模；纵向裂纹；管壁超厚；钢筋骨架跳筋、并筋或散架；承口部位混凝土密实度差。
1 、 内壁坍落。外壁下沉。
管顶局部下沉、内壁塌落，特别是秋冬季节，这是大口径管普遍存在的问题。
水灰比过大时辊轴压痕较深，辊压面出现“起伏”不断的情况，混凝土初期结构强度强度偏低，混凝土与钢筋的粘结力明显削弱。即使在水灰比正常的情况下，在悬辊停止后，静停时或开始蒸汽养护不久，
由于自重的作用大于混凝土与钢筋的粘结力，管壁拱的作用减弱，往往在管子内壁顶部出现混凝土坍落；或混凝土局部下沉，管子外部混凝土脱离管模，表面颜色呈深暗。
对于单层筋管子，因混凝土水灰比大，悬辊后混凝土结构强度低，在保护层过厚的部位，钢筋骨架的约束力较小，蒸汽养护时局部混凝土与钢筋骨架脱离；严重时也可能出现内壁管顶混凝土与钢筋骨架大面积分离，出现间隙。如果蒸汽养护升温过快、或者成型后管子受到撞击，会加剧内壁坍落现象。
控制好水灰比、采用早强剂可提高混凝土的初期结构强度，或者在大口径管子内壁用硬质塑料板、铝板或弧形钢板，在垂直方向支撑管子内壁顶部混凝土，对防止外壁局部下沉、内壁塌落能起一定的作用。悬辊过程中的精心操作，提高混凝土密实度及其均匀性，采用合理的蒸汽养护制度等也是很重要的。
2、内壁鱼鳞状裂纹
在悬辊过程中混凝土管壁受到压应力的作用，辊轴旋转要克服辊轴与混凝土的摩擦力和粘结力，在水灰比偏小或砂浆量不足、辊压时间过长、辊压速度过快、辊轴与混凝土的摩擦力增大，摩擦力和粘结力不断对混凝土产生拉力，拉裂内表面混凝土，导致管子内壁混凝土产生鱼鳞状裂纹。
在悬辊结束前适当喷水，增加辊压面混凝土的塑性，辊压停止前再撒一些干砂，或干砂与水泥混合的砂子灰，可减小内壁混凝土与辊轴的粘结力和摩擦力，避免内表面出现撕裂状的鱼鳞裂纹。
辊轴直径不宜过小，控制辊压时间不要过长，也是有效措施。
3、混凝土粘模
在秋冬季节气温较低时，尤其是我国北方地区，蒸汽养护或自然养护的管子脱模时，模壁粘连混凝土。
这主要是养护时间短，混凝土脱模强度偏低造成的，遇到这种情况要适当延长管子的蒸汽养护或自然养护时间。当然认真清理模具，保持模具洁净，涂刷脱模剂等是必不可少的工序。
4、纵向裂纹
管子在自重作用下，管子顶部内壁可能出现纵向可见裂缝，此时应关注混凝土的强度和壁厚。
管子在堆场长期存放后，有时管内壁上下或外壁水平方向出现纵向裂纹。可能是堆放高度过高，下部管子承受的荷载超过标准规定的裂缝荷载值；也可能管子的混凝土强度偏低，应调整混凝土配合比或钢筋骨架的结构配筋。
承插口管应按照规定的堆放层数、在支点为一定距离的支座上堆放，避免承插口直接与地面接触，否则容易导致插口端或管体内壁出现纵向裂纹。曾发生过这样的案例；某企业的承插口管直接放置在地坪上，由于承插口同时着地，插口端出现长度不等的纵向裂纹(缝)，经质检机构检验，该批产品外压荷载合格。这说明管子不合理堆放是导致纵向裂纹产生的主要原因。
5、管壁超厚
管内混凝土拌合物超过挡圈一定厚度(俗称‘超厚’)，是实现辊压的必要条件。在水灰比不变的情况下，辊压力在一定范围内随超厚的增加而增大，到了8～9mm 时，辊压力不再增加，辊压后超厚量可以控制在2～3mm(相对于挡圈内径)。
仔细操作、掌握喂料量、布料均匀、布料厚度控制在超出擋圈高度3～5mm；要经常检查管模擋圈高度，超差时及时修复或更换擋圈
由于喂料量超厚易导致管子公称内径偏小，不少企业都存在这个问题，因此加强喂料工序的控制非常重要。为了保证产品质量，可将管模挡圈内径扩大至标准允许的管子内径的正偏差值，这样既满足辊压必须有超厚的混凝土拌合物可供辊压，以达管壁混凝土密实的目的，又能较好地解决管壁超厚导致管内径偏小的问题。
6、钢筋骨架跳筋、并筋或散架
悬辊制管工艺生产中，采用手工绑扎钢筋骨架时，容易出现跳筋、并筋及散架的情况。GB/T11836 中5.2.1 条明确规定钢筋骨架应滚焊成型。
在喂料阶段，钢筋骨架主要是承受管子旋转产生的离心力，还有来自喂料时混凝土拌合物下落时对钢筋骨架的冲击力，并没有直接受到通过混凝土传递来的辊压力。若钢筋骨架外径偏小，在管内骨架会产生纵向移动；当混凝土拌合料的喂料高度超出挡圈内径时，辊压力才会通过混凝土传递到钢筋骨架。混凝土物料在辊压力作用下挤推钢筋骨架，钢筋会发生变形和位移，当辊压力消失后，钢筋会出现回弹。由于料层厚薄不均，尤其是局部堆集，使整个钢筋骨架的受力状况是不均匀的，此时管模还可能出现跳动。若钢筋骨架刚度不足，在局部辊压力、离心力和振动力联合作用下，焊点不牢的部分钢筋会跳筋、并筋、甚至散架，使管子局部出现露筋、裂缝等现象，明显影响保护层的质量，还降低管子的承载能力。
悬辊工艺的特点是，通过悬辊轴将辊压力传递到混凝土，某公司通过钻芯取样观察，悬辊工艺的混凝土中钢筋内侧直接受辊压力作用，钢筋与混凝土粘结良好，而钢筋外侧与混凝土的粘结或多或少会有分离的现象，此现象表明，悬辊辊压阶段钢筋骨架受压后局部有微量回弹。
7、承口部位混凝土密实度差
管成型时，承口部位通过承口模成型，混凝土拌合物在离心力、振动力及辊压力作用下被推进承口，承口混凝土未经直接辊压，其密实度受混凝土拌合物性能、操作方法的影响较大，很容易使管子承口密实度差，强度和抗渗均有可能低于管身。
适当降低用于承口部位的混凝土稠度，承口部位的混凝土在水灰比不变的情况下，增加水和水泥用量或通过掺减水剂提高其流动性，是保证承口混凝土质量的有效方法，喂料先喂承口段，按前面所说的方法投料。